Sintona del Controlador

Sintona del Controlador

1. IntroduccinEn la estrategia de realimentacin negativa se suele utilizar el algoritmo de control PID, como se muestra en la Figura. Para un buen desempeo del controlador es necesario sintonizarlo, es decir ajustar los parmetros mo, KC, Ti y Td de acuerdo a las caractersticas del proceso y del modo de control a utilizar.

Figura 1. Control PID.Para evaluar la sintona del controlador se pueden utilizan diferentes criterios como: area mnima, mnima perturbacin, y mnima amplitud. En la Figura 2 se muestra la respuesta de PV ante una perturbacin, en esta respuesta se miden parmetros como: el error de estado estable, el tiempo de establecimiento; el overshoot, la razn de decaimiento y el periodo de oscilacin, que nos permiten comparar y evaluar las distintas respuestas del proceso

Figura 2. Respuesta de PV ante cambio del SP.

Error de estado estable: ess =SP PVfinal Error porcentual de estado estable: ess(%) =100%* (SP PVfinal)/(SP) Sobre impulso (overshoot): a=PVmax SP Sobre impulso porcentual: a(%)=100%*(PVmax SP)/( SP) Razn de decaimiento = b/a Periodo de oscilacin: T Tiempo de establecimiento: ts Integral del valor absoluto del error : IAE

2. ObjetivosSintonizar el controlador en los modos: P, PI, PD y PID utilizando los mtodos: Tanteo. Curva de Reaccin. Banda Proporcional Lmite o ganancia lmite

3. Procedimiento

Mtodo del Tanteo (Prueba y Error

Modo P1. Con el proceso Generic seleccionado, y con la opcin del men Control/ Control Options en Controller Type: Proportional Only.

Ponga el controlador en Auto.

Anote MR (Reset Manual) = _______

Con SP = 40 % ajuste el Reset Manual hasta aproximar el offset (error) a cero.PV = _______OUT = _______MR = _______

Incremente PLOAD con StepIncr, mida: offset = ________Ajuste nuevamente el reset manual hasta aproximar el offset a cero.PV = _______OUT = _______MR = _______

Regrese PLOAD al valor inicial con StepDcr y corrija el offset.

Qu efecto o cual es la funcin del Reset Manual ?

Incremente gradualmente Kc (disminuir BP) hasta conseguir una razn de decaimiento de 0,25. Utilice un escaln en el SP de 40 % a 50 % para cada ajuste.

Anote en la Tabla 2 los resultados obtenidos.Utilice el parmetro IAE para evaluar el desempeo.

Tabla 2. Modo P: ajuste de la ganancia.Iteracin1234

KC1

Offset (%)

tS (min)

Overshoot (%)

Razn de decaimiento

T(min)

Modo PIRegrese SP a 40 % y espere que el proceso se estabilice.En el men Control/ Control Options en Controller Type seleccione: PID non-interactive

Verifique Td = 0 min

Al valor KC obtenido del modo P disminuirlo (aumentarlo BP) ligeramente.Disminuya gradualmente Ti (aumente Ki) hasta conseguir que el PV se estabilice en unos pocos ciclos.Utilice un escaln en el SP de 40 % a 50 % para cada ajuste.Anote en la Tabla 3 los resultados obtenidos.

Tabla 3. Modo PI: ajuste de la constante integral.Iteracin1234

KC

Ti (min)50

Offset (%)

tS (min)

Overshoot (%)

Razn de decaimiento

T(min)

Modo PDRegrese SP a 40 % y espere que el proceso se estabilice.Con Options de Tune deshabilite la accin integral.Aumentar el valor KC obtenido del modo P (aumentar BP) ligeramente hasta acercarse a la inestabilidad.

Incremente gradualmente Td hasta lograr que la variable se estabilice en pocos ciclos.Aumente iterativamente KC y Td buscando mejorar la respuesta.Anote en la Tabla 4 los resultados obtenidos.

Tabla 4. Modo PD: ajuste de la constante derivativa.Iteracin1234

KC

Td (min)0,5

Offset (%)

tS (min)

Overshoot (%)

Razn de decaimiento

T(min)

Modo PIDHabilite la accin integral con Options del botn tune.Utilice un valor para KC ligeramente mayor al obtenido en el modo P.

Disminuya ligeramente el valor Ti obtenido para el modo PI.Incremente gradualmente Td hasta lograr que la variable se estabilice en pocos ciclos.

Anote en la Tabla 4 los resultados obtenidos.

Tabla 5. Modo PID: ajuste de la constante derivativa.

Iteracin1234

KC

Ti (min)

Td (min)

Offset (%)

tS (min)

Overshoot (%)

Razn de decaimiento

T(min)

Comparacin de los modos

Analice los resultados obtenidos.

Mtodo de la Curva de Reaccin

Con un escaln en OUT de 25 % a 40 % determine las constantes del proceso, utilizando el mtodo de 28.3% y 63.2%..KP = _______tD = _______ = ________

En base a la curva de reaccin utilice los ajustes de PID propuestos por Ziegler-Nichols. Utilice un escaln en SP de 40 % a 50 %.

Utilice el parmetro IAE para evaluar el desempeo. Anote sus resultados en la Tabla 7.

Tabla 6. Sintona por curva de reaccin.PPIPID

KC

Ti (min)

Td (min)

Offset (%)

tS (min)

Overshoot (%)

Razn de decaimiento

T(min)

Mtodo de la Banda Proporcional Lmite

Con Options deshabilite la accin integral.Verifique Td = 0 minPonga el controlador en Auto.

Incremente gradualmente KC hasta obtener una oscilacin sostenida, para cada valor genere una perturbacin cambiando el SP entre 40 % y 50 %.

Anote:KCU = _______TU = _______ (PU)

Use los ajustes de PID propuestos por Ziegler-Nichols. Utilice un escaln en SP de 40 % a 50 %.

Utilice el parmetro IAE para evaluar el desempeo. Anote sus resultados en la Tabla 7.

Tabla 7. Sintona por banda proporcional limite.PPIPID

KC

Ti (min)

Td (min)

Offset (%)

tS (min)

Overshoot (%)

Razn de decaimiento

T(min)

Sintona del Controlador6

Sintona del Controlador7